1 LAS PARTÍCULAS ELEMENTALES Y LAS FUERZAS DE LA

LICENCIATURA EN NUTRICION A DISTANCIA – CURSO INTRODUCTORIO – INTRODUCCION A LA BIOQUIMICA
LAS PARTÍCULAS ELEMENTALES Y LAS FUERZAS DE LA NATURALEZA
Todo lo que existe en el universo, desde un palillo hasta una galaxia, está
hecho de materia que se puede descomponer en una docena de partículas
elementales. Toda la materia se mantiene unida, o incluso se aparta a veces,
por acción de cuatro fuerzas fundamentales.
Actualmente sabemos que ni lo átomos, ni los protones y neutrones,
dentro de ellos, son indivisibles. Así la cuestión es ¿cuáles son las verdaderas
partículas elementales, los ladrillos básicos con los que todas las cosas están
hechas?
Según Albert Einstein, en su teoría de la Relatividad, materia y energía
son dos aspectos de una misma cosa; este concepto permite comprender
mejor que el átomo es divisible. Las partículas elementales, que lo constituyen
todo, clasificadas por sus interacciones, son 12 con sus correspondientes
antipartículas:
• Los Fermiones, partículas de materia:
o Partículas que no sienten la fuerza nuclear débil: seis leptones
(electrón, tau, muón y sus correspondientes neutrinos, que son
partículas de masa nula (o muy cercana a nula) que no tiene
carga y no siente la fuerza nuclear fuerte.)
o Partículas que sienten la fuerza nuclear débil: seis quarks (arriba,
abajo, cima, fondo, extraño y encantado).
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• Los Bosones, partículas de fuerza: el gravitón, el fotón, los ocho
gluones, y las partículas Z y W. Estas partículas elementales
tienen masa, excepto el fotón y el gravitón.
Las partículas portadoras de fuerza se pueden agrupar en cuatro
categorías, de acuerdo con la intensidad de la fuerza que trasmiten y con el
tipo de partículas con las que interactúan.
La primera categoría es la fuerza gravitatoria. Esta
fuerza es universal, en el sentido que toda partícula la
experimenta, de acuerdo con su masa o energía. La
gravedad es la más débil, con diferencia, de las cuatro
fuerzas; es tan débil que no la notaríamos en absoluto si no fuera por dos
propiedades especiales que posee: puede actuar a grandes distancias, y es
siempre atractiva. La fuerza entre dos partículas materiales se representa
transmitida por una partícula llamada gravitón. La fuerza gravitatoria entre el
Sol y la Tierra se atribuye al intercambio de gravitones entre las partículas que
forman estos dos cuerpos. Aunque las partículas intercambiadas son virtuales,
producen ciertamente un efecto medible: ¡hacen girar a la Tierra alrededor del
Sol!
Los
gravitones
aún
no
han
sido
observados.
La siguiente categoría es la fuerza electromagnética, que
interactúa con las partículas cargadas eléctricamente,
como los electrones y los quarks, pero no con las
partículas sin carga, como los gravitones. Es mucho más
intensa que la fuerza gravitatoria: la fuerza electromagnética entre dos
electrones es aproximadamente 1042 de veces mayor que la fuerza gravitatoria.
Sin embargo, hay dos tipos de carga eléctrica, positiva y negativa. La fuerza
entre dos cargas positivas es repulsiva, al igual que la fuerza entre dos cargas
negativas, pero la fuerza es atractiva entre una carga positiva y una negativa.
La atracción electromagnética se representa causada por el intercambio de un
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gran número de partículas virtuales sin masa, llamadas fotones. Cuando un
electrón cambia de una órbita permitida a otra más cercana al núcleo, se libera
energía emitiéndose un fotón real, que puede ser observado como luz visible
por el ojo humano, siempre que posea la longitud de onda adecuada, o por un
detector
de
fotones,
tal
como
una
película
fotográfica.
La tercera categoría es la llamada
fuerza nuclear débil, que es la
responsable de la radioactividad.
Las partículas que transmiten esta
fuerza se conocen como W +, W – y
Z 0.
La cuarta categoría de fuerza es la interacción nuclear fuerte, que mantiene a
los quarks unidos en el protón y el neutrón, y a los protones y neutrones juntos
en los núcleos de los átomos. Se cree que esta fuerza es trasmitida por otra
partícula llamada gluón, que sólo interactúa consigo misma y con los quarks.
¿Cómo comenzó el universo? Vea una breve reseña llamada “El origen de los
elementos” en índice del módulo 1.
Vea la “Historia del Tiempo. Del big-bang a los agujeros negros de Stephen
Hawking , en el índice del módulo 1
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